DE3729235A1 - Verfahren zum wiedergewinnen von binaerinformationen aus einem stoerbehafteten basisbandsignal sowie anordnung - Google Patents
Verfahren zum wiedergewinnen von binaerinformationen aus einem stoerbehafteten basisbandsignal sowie anordnungInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solches Verfahren,
bzw. eine auf einem solchen Verfahren basierende Anordnung,
ist bekannt aus Rundfunktechnische Mitteilungen, Jahrgang 29
(1985), Heft 5, Seiten 229-246.
Bei der Anordnung gemäß Rundfunktechnische Mitteilungen s. o.
wird der D 2-Anteil in einem D 2-MAC-Signal mittels eines
Duobinärdecoders wiedergewonnen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom Oberbegriff des
Patentanspruchs 1, ein Verfahren anzugeben, welches die Lage
des Datenbursts bezüglich der Entscheiderschwelle/n bei der
Decodierung optimal ausrichtet. Außerdem soll eine Anordnung
zum Durchführen dieses Verfahrens aufgezeigt werden. Diese
Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 und bezüglich der Anordnung durch die
Merkmale des Patentanspruchs 4 gelöst. Die Patentansprüche 2
und 3 zeigen Weiterbildungen des Verfahrens und der
Patentanspruch 5 zeigt eine Weiterbildung der Anordnung auf.
Aus der DE-OS 29 05 903 ist es an sich bekannt, zur
Amplituden- und Grundlinienstabilisierung eines
Digitalsignals einen Regelverstärker vorzusehen, dem als
Gegenkopplungssignal die über eine Additionsstufe
verknüpften Amplitudenspitzenwerte seines Ausgangssignals
zugeführt werden. Diese Anordnung eignet sich jedoch nicht
zur Grundlinienstabilisierung des Datenburst in einem
zusammengesetzten störbehafteten Basisbandsignal,
beispielsweise eines D 2-MAC-Signals, bezüglich der
Entscheiderschwellen eines Duobinär-Binärwandler und gibt
auch keine Anregung hinsichtlich der Auswertung
zusammengesetzter Signale.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß bisherige
Verfahren und Anordnungen zum Wiedergewinnen von
Binärinformationen nicht optimal sind, insbesondere bei der
Dekodierung verrauschter D 2-MAC-Signale mit überlagerter
dynamischer Trägerenergieverwischung. Da in einem
D 2-MAC-Signal Amplitudenspitzenwerte des MAC-Anteils
auftreten können, die höher sind als die Amplitude des
D 2-Datenbursts, läßt sich eine herkömmliche
Grundlinienstabilisierung nicht verwenden. Durch die
Maßnahmen der Erfindung, insbesondere durch die Optimierung
des D 2-Signals bezüglich der Entscheiderschwellen mittels
einer adaptiven Nachregelung läßt sich eine Verbesserung
hinsichtlich der Erzeugung der Klemmimpulse erreichen. Die
Klemmung arbeitet auch noch bei C/N-Werten von 2 dB
zuverlässig (C/N = Carrier to Noise Ratio).
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines D 2-MAC-Signals
während einer Zeilenperiode und
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild einer Anordnung zum
Durchführen des Verfahrens.
Das zusammengesetzte Basisbandsignal, aus dem die
Binärinformation wiedergewonnen werden soll, sei
beispielsweise ein D 2-MAC/Paket-Signal, welches als
Übertragungssignal für Fernsehsatelliten vorgesehen ist. Den
Aufbau dieses D 2-MAC/Paket-Signals für eine Zeilenperiode
zeigt Fig. 1. Während des Zeitabschnitts a werden duobinär
codierte digitale Signale übertragen, welche die
Zeilensynchronisierung, Tonkanäle und weitere Daten
beinhalten. Der Zeitabschnitt b ist ein
Übergangszeitabschnitt zum Ausschwingen des Datenbursts, an
den sich der Zeitabschnitt c anschließt. Dieser
Zeitabschnitt c wird als Klemmperiode bezeichnet. Die
Klemmperiode enthält einen analogen Nullreferenzwert der
Farbdifferenzsignale. Auf diesen Bezugswert erfolgt die
Regelung des Datenbursts - D 2-Anteil - beim Verfahren nach
der Erfindung. Der Zeitabschnitt d stellt wieder einen
Übergangszeitabschnitt dar, an den sich der Zeitabschnitt e
anschließt. Während des Zeitabschnitts e werden zeilenweise
abwechselnd die komprimierten Farbdifferenzsignale U und V
übertragen. Die Leuchtdichteinformation Y wird im
Zeitabschnitt f übertragen mit Übergang zum Klemmpegel -
Zeitabschnitt g - am Ende der Leuchtdichteinformation. Vom
Klemmpegel erfolgt während des Zeitabschnitts h der Übergang
zum Datenburst.
In Fig. 2 ist eine Anordnung zum Durchführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Dem Eingang E des
Regelverstärkers V wird das empfangene verrauschte
D 2-MAC-Signal mit überlagerter Trägerenergieverwischung
zugeführt. Die Trägerenergieverwischung wird senderseitig
beispielsweise durch ein Dreiecksignal mit einer
Periodendauer synchron zum Bildsignal erreicht (vgl.
Rundfunktechnische Mitteilungen, Jahrgang 29 (1985) Heft 5,
Seite 238). Der Ausgang des Regelverstärkers V ist mit
Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2 jeweils für positive und negative
Amplitudenwerte des D 2-MAC-Signals verbunden. Die
Ausgangssignale der Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2 werden
über einen Addierer ADD derart miteinander verknüpft, daß am
Ausgang des Addierers der Mittelwert zwischen positivem und
negativem Amplituden-Spitzenwert des Datenbursts erscheint.
Dem Addierer ADD ist ein Integrator IG und gegebenenfalls
ein Verstärker VSt nachgeschaltet. Die Zeitkonstante dieses
Integrators IG ist so gewählt, daß die Umladung des im
Integrator IG befindlichen kapazitiven Elementes der
Trägerverwischung folgen kann, d. h. beispielsweise τ < 20 ms.
Das Ausgangssignal des Integrators, bzw. ein dazu
proportionales Signal, wird auf den Gegenkopplungseingang
des Regelverstärkers V geführt. An den Ausgang des
Regelverstärkers V ist ein Schalter S angeschlossen, über
den der Regelverstärkerausgang mit einem festen
Bezugspotential, z. B. mit Massepotential, verbindbar ist.
Dieser Schalter S kann beispielsweise ein
Feldeffekttransistor sein, der mittels eines steuerbaren
Austastimpulsgenerators AG ein- und ausschaltbar ist. Der
Schalter S zur Unterbrechung der Regelschleife kann
natürlich auch an anderer Stelle angeordnet sein,
beispielsweise als Längsschalter zwichen Ausgang und
Gegenkopplungseingang des Regelverstärkers. Während der
Dauer des D 2-Anteils oder etwas kürzer, ca. 10 µs, wird
dieser Schalter S gesperrt ansonsten leitend gesteuert.
Die Regelschleife wird also während des Auftretens des
MAC-Anteils unterbrochen und der Eingang der
Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2 auf Massepotential
geschaltet. Während der Austastung des MAC-Anteils wird das
Regelsignal durch die Wirkung des Integrators IG annähernd
auf dem vorherigen Wert gehalten. Durch diese Maßnahme kann
der ebenfalls an den Ausgang des Regelverstärkers RV
angeschlossene, beispielsweise aus Rundfunktechnische
Mitteilungen, Jahrgang 29 (1985) Heft 5, Seite 232, bekannte
Duobinär-Binärwandler DB optimal arbeiten. Durch die
Austastung des MAC-Anteils und Regelung auf den Mittelwert
des positiven und negativen Spitzenwertes des D 2-Signals
liegt das D 2-Signal an den Eingängen der beiden
Komparatoren K 1 und K 2 immer symmetrisch zu den
Entscheiderschwellen E 1 und E 2. Die Ausgangssignale der
beiden Komparatoren sind über ein EXOR-Gatter miteinander
verknüpft. An dessen Ausgang erscheinen die wiedergewonnenen
Binärinformation unverfälscht. MAC-Anteile, deren
Amplitude größer ist als die Amplitude des D 2-Anteils führen
nicht zu einer unsymmetrischen Lage des Datenbursts
gegenüber den Entscheiderschwellen und einer damit
verbundenen Verschlechterung der Bitfehlerrate.
Die Nachsteuerung des Austastimpulsgenerators AG erfolgt so,
daß die Signalaustastung auf den Datenburst synchronisiert
wird. Dazu sind eine PLL-Phasenregelschleife am Ausgang des
Duobinär-Binärwandlers DB vorgesehen und ein
Bildsynchronwortdetektor BS.
Die Phasenregelschleife PLL regeneriert den Takt
f cl = 10,125 MHz des binär gewandelten D 2-Signals. Der
Bildsynchronwortdetektor BS detektiert das 64 bit
Bildsynchronwort in Zeile 625. Sein Ausgangsimpuls wird in
der Verzögerungsstufe VZ bis zum Beginn der Zeile 1
verzögert. Der verzögerte Puls startet den Zähler Z mit
einem Ausgangssignal f H, der den Takt f cl durch 648 teilt
und somit ein zeilenfrequentes und mit dem Beginn jeder
Zeile synchrones Signal liefert, das den
Austastimpulsgenerator AG steuert.
Der Austastimpuls schaltet den Schalter S so, daß der
MAC-Anteil am Eingang von SD 1 und SD 2 ausgetastet wird und
nur der D 2-Anteil oder ein Teil des D 2-Anteils an SD 1, SD 2
anliegt (Zeitabschnitt a Fig. 1). Der Widerstand R
entkoppelt den Ausgang des Regelverstärkers RV vom Eingang
der Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2 und verhindert einen
Kurzschluß des Ausgangs des Regelverstärkers RV durch den
Schalter S. Außerdem tastet der Austastimpuls die
Phasenregelschleife PLL so, daß sie nur nachsynchronisiert
wird, wenn der Datenburst an ihrem Eingang anliegt.
Nach Anlegen eines D 2-MAC-Signals erfolgt die
Synchronisierung folgendermaßen:
Der PLL-Taktgenerator - PLL mit einem spannungsgesteuerten Quarzoszillator VCXO - arbeitet zunächst unsynchronisiert und erzeugt ein nichtsynchrones, zeilenfrequentes Austastsignal
Der PLL-Taktgenerator - PLL mit einem spannungsgesteuerten Quarzoszillator VCXO - arbeitet zunächst unsynchronisiert und erzeugt ein nichtsynchrones, zeilenfrequentes Austastsignal
Mit diesem Signal wird das am
Eingang der Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2 anliegende
D 2-MAC-Signal getastet. Aufgrund der Differenzfrequenz
zwischen dem spannungsgesteuerten Quarzoszillator VCXO der
PLL und der Taktfrequenz des empfangenen D 2-Signalanteiles
driftet die Austastung des MAC-Signals gegenüber dem
D 2-MAC-Signal bis Austastsignal und MAC-Anteil zeitlich
zusammenfallen.
Da die Frequenzdifferenz sehr gering ist, z. B. ca. ± 500 Hz
bei f cl = 10,125 MHz hat die Regelschleife der
Hüllkurvenregelung - Spitzenwertdetektoren SD 1 und SD 2,
Integrator IG, Verstärker Vst, Regelverstärker RV - genügend
Zeit, einzuschwingen und das D 2-Signal zu zentrieren. Nun
kann der Bildsynchronwortdetektor BS das Bildsynchronwort
erkennen und den Austastimpulsgenerator AG synchronisieren.
Gleichzeitig wird das synchrone Austastsignal der
PLL zugeführt und verbindet diese während des
Zeitabschnitts a (Fig. 1) mit dem am Ausgang des
Duobinär-Binärwandlers DB anstehenden Binärsignals, das die
PLL frequenz- und phasenmäßig synchronisiert.
Claims (5)
1. Verfahren zum Wiedergewinnen von Binärinformationen aus
einem störbehafteten Basisbandsignal, welches aus einem
ursprünglich zu seiner Grundlinie symmetrischen
Datenburst und einem weiteren Signalanteil
zusammengesetzt ist, dessen Amplitude größere
unsymmetrische Werte annehmen kann als der Datenburst,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Spitzenwertdetektion des
Datenbursts bezüglich positiver und negativer
Amplitudenwerte vorgenommen wird, daß aus der
Spitzenwertdetektion ein Regelsignal abgeleitet wird,
mittels dessen der Mittelwert zwischen positivem und
negativem Amplitudenspitzenwert des Datenbursts auf einen
vorgegebenen Bezugswert geregelt wird, und daß das
Regelsignal für die Zeiten, in denen Amplitudenwerte
auftreten, die höher sind als die Amplitudenwerte des
Datenbursts, annähernd auf dem vorherigen Wert gehalten
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum
Wiedergewinnen von Binärinformationen aus einem
trägerverwischten und verrauschten D 2-MAC-Signal, dadurch
gekennzeichnet, daß vor der Spitzenwertdetektion eine
Signalaustastung zumindest für die Dauer des MAC-Anteils
vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Signalaustastung auf die Datenburstauswertung
synchronisiert wird.
4. Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch
- - einen Regelverstärker (V), dessen Verstärkungseingang das störbehaftete Basisbandsignal/trägerverwischte und verrauschte D 2-MAC-Signal zuführbar ist,
- - einem Duobinärdecoder (DB) am Ausgang des Regelverstärkers (V),
- - Spitzenwertdetektoren (SD 1, SD 2) für jeweils positive und negative Signalanteile des Basisbandsignals/ D 2-MAC-Signals am Ausgang des Regelverstärkers (V),
- - einem Addierer (ADD) zur Verknüpfung der Spitzenwertdetektorausgangssignale,
- - einem Integrator (IG) am Ausgang des Addierers (ADD),
- - einer Verbindungsleitung vom Ausgang des Integrators (IG) zum Gegenkopplungseingang des Regelverstärkers (V),
- - einem Schalter (S) zur Unterbrechung der Regelschleife des Regelverstärkers (V) für die Zeit des Auftretens des weiteren Signalanteils/MAC-Anteils.
5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch
- - einen steuerbaren Austastimpulsgenerator (AG) zur Ein-/Ausschaltung des Schalters (S),
- - einer Phasenregelschleife (PLL) zur Taktrückgewinnung am Ausgang des Duobinär-Binärwandlers (DB),
- - einen Bildsynchronwortdetektor (BS) am Ausgang des Duobinär-Binärumwandlers (DB),
- - eine Verzögerungsstufe (VZ) am Ausgang des Bildsynchronwortdetektors (BS) zur Verzögerung des Ausgangsimpulses des Bildsynchronwortdetektors (BS),
- - einen Zähler (Z) zur Zeilenfrequenzableitung (f H), welcher zur Steuerung des Austastimpulsgenerators (AG) vorgesehen ist.
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